CN208819042U - 一种智能化水资源监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能化水资源监测系统，该智能化水资源监测系统包括水资源监控终端组件、传感器接入组件、水资源监测管理平台和角色组件。传感器接入组件收集数据传送给水资源监控终端组件，再通过无线传输的方式将数据传送给水资源监控管理平台。水资源管理人员，涉水企业或者社会公众通过网络(internet)访问水资源监控管理平台，实时查询当前各个分站点采集的水文数据，也可以查询历史数据或者站点信息。同时，现场工作人员可以通过水文水资源智能遥测终端上的液晶显示屏查看指示灯工作状态，查询采集的实时数据和历史数据，或者设置系统参数和前端仪器仪表的参数。

Description

一种智能化水资源监测系统

技术领域

本实用新型涉及水利部门对地下水、地表水、水质、水量和水位的监测，具体是一种智能化水资源检测系统。

背景技术

本发明涉及水利部门对地下水、地表水、水质、水量和水位的监测。根据其用途不同，监控设备的配置也相应不同。目前，水资源监控设备往往兼容各种计量仪表和各类测量变送器，还支持自动控制、远程控制水泵阀门等功能。现在通用的水资源监控设备包括RTU(水文水资源智能遥测终端)、与RTU相连接的水资源监控传感器。现场工作人员要查看设备状态或者对设备进行操控，要通过与RTU相连接的计算机或远程连接才能实现，这样对现场设备状况进行查看和控制就存在一定的延时，不能做到及时准确。同时RTU往往采用一般的单片机开发而成，而一般的单片机不支持高分辨率的液晶屏外设，因此，与RTU相连接的显示器往往只能是低分辨率单色屏，工作人员现场能够查询的数据有限。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种智能化水资源检测系统，以解决现有技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种智能化水资源监测系统，包括水资源监控终端组件、传感器接入组件、水资源监测管理平台和角色组件，水资源监控终端组件通过线缆跟传感器接入组件相连接，水资源监测管理平台跟水资源监控终端组件通过无线连接，角色组件通过网络连接水资源监测管理平台。水资源监控终端组件包括断路器、隔离变压器、滤波器、不间断开关电源、水文水资源智能遥测终端、CDMA天线、升压模块、蓄电池、流量积算仪、分配器、箱门报警开关；通电电流通过电线依次流过断路器、隔离变压器、滤波器、不间断开关电源，电流通过不间断开关电源后分成三组，第一组电流流向蓄电池，第二组电流流向水文水资源智能遥测终端，再由水文水资源智能遥测终端流入CDMA天线和箱门报警开关，第三组电流流入升压模块，之后电流分成两组，第一组电流流入流量计算仪，第二组电流流入分配器；水文水资源智能遥测终端处理后的数据经由CDMA天线无线传输给水资源监测管理平台，分配器通过线缆接受外部传感器传入的数据。水文水资源智能遥测终端包括外壳、液晶显示屏组件，主板、ARM处理器、SIM卡座、 CDMA通信模块、天线、外接线端子座、升压模块、天线延长线，ARM处理器、SIM卡座、CDMA通信模块、外接线端子座、升压模块、天线延长线分别都是焊接在主板上的元器件，液晶显示屏组件通过线缆和主板连接，天线通过线缆跟天线延长线连接。水文水资源智能遥测终端外壳包括电源指示灯、运行状态指示灯、设备上线指示灯、液晶显示屏、四个功能按键、铸铝防水外壳，电源指示灯、运行状态指示灯、设备上线指示灯、液晶显示屏和四个功能按键分别通过线缆跟终端主板连接。

传感器接入组件包括水质仪、水位仪、流量计，并且分别跟水文水资源智能遥测终端通过线缆连接。角色组件包括水资源管理人员、涉水企业和社会公众，水资源管理人员、涉水企业和社会公众分别通过网络连接水资源监测管理平台。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型在使用时，市电220V电源接通后，电源通过断路器，流过隔离变压器，将220V的电压变为适合本实用新型元器件工作的12V的电压,隔离变压器中的“信号隔离器”元件可以对数据信号线束及两端主从设备进行隔离保护，防止因打雷等原因引起的较大电流、电压经由数据线束烧毁两端设备。之后电流通过滤波器，消除部分谐波，可以抗干扰，防浪涌。然后电流通过不间断开关电源流向蓄电池，升压模块，水文水资源智能遥测终端三个方向。电流流向蓄电池可以实时对蓄电池进行充电以备断电时，可以使用蓄电池进行反向供电。断电后，蓄电池可以向设备反向供电一个礼拜左右的时间。电流流向水文水资源智能遥测终端，启动智能遥测终端，以便将数据通过电流传送到CDMA天线，将数据通过无线传输给水资源监测管理平台。同时，流向升压模块的电流被升压模块从12V升至24V，以便用24V电源来启动流量积算仪和分配器，分配器通电后将数据传输给流量积算仪，最后传输给水文水资源智能遥测终端。分配器的数据来源于通电后的水质仪，水位仪，流量计等外部传感器。箱门报警开关的作用在于若是箱门开着，会启动门上的报警装置，并通过终端将报警信息上传至水资源监测管理平台。

水资源管理人员，涉水企业，社会公众这三类不同的角色可以用账号登录水资源监测管理平台，不同的角色对应不同的权限，比如水资源管理人员拥有新建涉水企业和社会公众这两个角色账号的权限，这是涉水企业和社会公众这两个角色没有的权限，涉水企业的管理人员也可以新建企业内部的普通员工的账号，社会公众亦是如此。

使用本实用新型一种智能化水资源检测系统，水资源管理人员，涉水企业或者社会公众通过网络(internet)访问水资源监控管理平台，实时查询当前各个分站点采集的水文数据，也可以查询历史数据或者站点信息。同时，现场工作人员可以通过水文水资源智能遥测终端上的液晶显示屏查看指示灯工作状态，查询采集的实时数据和历史数据，或者设置系统参数和前端仪器仪表的参数。

附图说明

图1为本实用新型一种智能化水资源监测系统的结构示意图；

图2为水资源监控终端组件各组成部件的工作流程图；

图3为水文水资源智能遥测终端中主板的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～3，本实用新型实施例中，一种智能化水资源监测系统的工作原理是：

传感器接入组件收集数据，通过线缆传送给水资源智能遥测终端组件，水资源智能遥测终端组件将数据通过无线的方式传送到水资源监测管理平台，角色组件通过网络可以登录访问水资源监测管理平台查询各种数据，进行各种操作。

系统采用外部供电，可供电的方式一般有风力发电，太阳能发电，或者直接市电220V，直流电通入水资源智能遥测终端，启动终端以及线连在终端的传感器接入设备：水质仪，水位仪和流量计。传感器接入设备启动后，开始收集各项数据，传输给水资源智能遥测终端。终端主板上CDMA 模块内置了国内市场上常见的各种环保仪器仪表和在线监测仪的协议，用户可自行选择这些仪器仪表的厂家和型号，无需修改终端的程序，通过对它进行简单的配置即可正常使用，方便了用户对仪器仪表的选型、配套和使用。因此，终端能兼容各种传感器设备，包括电压信号，电流信号，脉冲信号，RS485信号，RS232信号等。终端的主板上焊接有外接线端子座，外部传感器接入设备可以通过各种适配线跟外接线端子座连接以达到数据传输的目的。

终端主板上的元器件有：ARM处理器，SIM卡座，CDMA通信模块，天线，外接线端子座，升压模块，天线延长线。所述ARM处理器，SIM卡座， CDMA通信模块，外接线端子座，升压模块，天线延长线均是焊接在所述主板上的元器件，液晶显示屏组件和天线均通过连接线对接主板上的外接端子座和主板连接。

外部传感器组件也是通过连接线对接主板上的外接端子座，将手机到的数据传送给ARM处理器，ARM处理器将数据经过处理后传送到SIM卡座模块，进行存储(存储选择的TF卡，可以持支持1G～32G容量，数据可以保存六个月以上)，然后经过CDMA模块的处理将数据通过天线无线传输给水资源监测管理平台。现场工作人员可以用电脑通过连接线连接到水资源智能遥测终端对主板上的嵌入式软件进行直接的升级操作。水资源管理人员，涉水企业，社会公众都可以用各自的账号通过网络登录水资源检测管理平台，实现对各观测点远程数据定时测报、各种报表资料生成打印、现场及中心数据双重保存备份、历史数据查询、远程设备实时监控及中心指令控制等操作。

水资源智能遥测终端的外壳使用铸铝防水外壳，并且外壳上带有液晶显示屏组件，液晶显示屏组件上包含液晶显示屏，电源指示灯，运行状态指示灯，设备上线指示灯以及4个功能键，各功能键从左到右定义为：返回主菜单界面、查询站点信息及设备在线状态、查询数据、查询本机 ID和设备版本号及设备电压状态。液晶显示屏可以显示实时采集的数据，并且将数据用柱状图、表单的形式展现在液晶显示屏上，配合4个功能键可以对设备进行配置、调试等各项较复杂的功能。

水资源智能遥测终端组件包括断路器，交流防雷器，隔离变压器，滤波器，不间断开关电源，水文水资源智能遥测终端，CDMA天线，升压模块，蓄电池，流量积算仪，分配器，箱门报警开关，所述水资源监控终端组件之间都是通过线缆连接。

交流防雷器必须与断路器共同使用，不可以单独使用，接法：从断路器下端所示框内接防雷器L/N接线端，注意极性绝对不可以接反(N表示零线，L表示火线)，另：接线时不要将线剪断，只需破皮并联到R型隔离变压器与断路器之间的线束即可，线径≮1.5mm。

隔离变压器采用R型隔离变压器和信号隔离器组装在一起，信号隔离器主要功能是对数据信号线束及两端主从设备进行隔离保护，防止因打雷等原因引起的较大电流、电压经由数据线束烧毁两端设备；信号隔离器的接线方式：有些信号隔离器有接地标志的，需接地保护；接地保护的接线方式是：从信号隔离器接地端引出线径≮0.75mm电线并固定在机箱接地螺栓上即可。R型隔离变压器具有消除部分谐波，抗干扰，防浪涌的功能，它的接法：隔离变压器上下端各有一组颜色相同的电线，红色组接交流 220v进线，另一组是220v输出端，接不间断开关电源不分极性，此款隔离变压器有一根黑色线，该线是保护接地线，需将这根线接到配电箱接地螺栓即可。

不间断开关电源不间断直流电源，从左到右共有5个接线端子，依次是火线、零线、地线、12V+、12V-。

断路器采用220v-c5断路器，断路器俗称空气开关，简称空开，这里选用C5型号，品牌限定为“正泰”“施奈德”“ABB”“梅兰日兰”以上 4个品牌，要求负载≯5～6A，并配合交流防雷器共同使用，接线方式：上排两个孔内接交流220v进线，下端接R型隔离变压器220v红色线组，注意极性绝对不可以接反(N表示零线，L表示火线)，线径≮1.5mm。

箱门报警开关采用微动开关，检测配电箱门关闭或打开，接线方法：用万用表先检测出公共脚、常开、常闭脚，从水资源终端电源线束+5v out (3芯线束)引出单股电线接开关公共脚，再从开关常闭脚引一根单股电线至水资源终端功能线束(6芯)SWIN2脚，即完成接线。接完该线后，可以用水资源终端验证开关门状态是否正常。

外接线端子座采用端子排，端子排用于线束的连接。

蓄电池可采用松下LC-P1224/12v24ahups蓄电池/12V24AH蓄电池。该蓄电池是水资源智能遥测终端的后备电源，容量24Ah，电压直流12v，可为终端提供24小时供电。

天线采用CDMA天线，天线长度100mm，采用固定方式，常用磁铁吸附式，与水资源管理终端连接方式为螺口方式，现场只需将天线螺母与水资源管理终端天线螺栓拧紧即可。天线必须吸附在配电箱外部，不可内置，否则，信号会被机箱屏蔽。

水文水资源智能遥测终端(RTU)，该终端设备是一款通用型数据采集、传输、控制终端。设备安装方式为背板螺丝固定。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种智能化水资源监测系统，其特征在于，所述监测系统包括水资源监控终端组件、传感器接入组件、水资源监测管理平台和角色组件，所述水资源监控终端组件通过线缆跟所述传感器接入组件相连接，所述水资源监测管理平台跟水资源监控终端组件通过无线连接，所述角色组件通过网络连接水资源监测管理平台。

2.根据权利要求1所述的智能化水资源监测系统，其特征在于，所述的水资源监控终端组件包括断路器、隔离变压器、滤波器、不间断开关电源、水文水资源智能遥测终端、CDMA天线、升压模块、蓄电池、流量积算仪、分配器、箱门报警开关；

通电电流通过电线依次流过所述的断路器、隔离变压器、滤波器、不间断开关电源，电流通过不间断开关电源后分成三组，第一组电流流向所述蓄电池，第二组电流流向所述水文水资源智能遥测终端，再由水文水资源智能遥测终端流入所述CDMA天线和箱门报警开关，第三组电流流入所述升压模块，之后电流分成两组，第一组电流流入所述流量计算仪，第二组电流流入所述分配器；所述水文水资源智能遥测终端处理后的数据经由CDMA天线无线传输给水资源监测管理平台，所述分配器通过线缆接受外部传感器传入的数据。

3.根据权利要求2所述的智能化水资源监测系统，其特征在于，所述水文水资源智能遥测终端包括外壳、液晶显示屏组件，主板、ARM处理器、SIM卡座、CDMA通信模块、天线、外接线端子座、升压模块、天线延长线，所述ARM处理器、SIM卡座、CDMA通信模块、外接线端子座、升压模块、天线延长线分别都是焊接在所述主板上的元器件，所述液晶显示屏组件通过线缆和主板连接，所述天线通过线缆跟天线延长线连接。

4.根据权利要求3所述的智能化水资源监测系统，其特征在于，所述水文水资源智能遥测终端外壳包括电源指示灯、运行状态指示灯、设备上线指示灯、液晶显示屏、四个功能按键、铸铝防水外壳，所述电源指示灯、运行状态指示灯、设备上线指示灯、液晶显示屏和四个功能按键分别通过线缆跟终端主板连接。

5.根据权利要求4所述的智能化水资源监测系统，其特征在于，所述传感器接入组件包括水质仪、水位仪、流量计，所述水质仪、水位仪、流量计分别跟水文水资源智能遥测终端通过线缆连接。

6.根据权利要求5所述的智能化水资源监测系统，其特征在于，所述角色组件包括水资源管理人员、涉水企业和社会公众，所述水资源管理人员、涉水企业和社会公众分别通过网络连接水资源监测管理平台。